郑东平, 胡晓红, 袁益超

（1. 上海电气电站技术研究与发展中心, 上海 201612；2. 上海理工大学, 上海 200093）

1 引言

转子轴向-径向通风冷却系统是发电机转子较常用的内冷方式。轴向-径向通风是一种主要依靠高压多级风扇维持气体流动的通风方式。冷却气体由转子两端的风道入口进入到转子轴向风道，经由转子中部的径向风道进入气隙与由励磁端流入的气流混合，一起流至发电机汽端。由于轴向-径向通风冷却系统结构简单，在两级和四极汽轮发电机中都有广泛的应用，如上海发电机厂开发的二极1000MW级火电发电机转子以及四极1000MW级核电发电机转子均采用了该通风系统，相关参数见表1。

大型汽轮发电机转子由于旋转的影响使测量极为困难，很难得到精确的结果，同时，实验研究存在耗资大、周期长等弊端。CFD技术因具有成本低、速度快、可以模拟实验研究难以实现的工况等优点而被广泛应用于热能动力、航空航天、机械等诸多领域。如应用于汽轮发电机中解决冷却介质的流场分布和温度分布问题，以实现通风结构的优化[1-3]。本文利用CFD软件 FLUENT对汽轮发电机转子轴向-径向通风系统进行建模，采用RNGkε-湍流模型及多重坐标系对该发电机的气隙及转子径向风道进行数值模拟，得到了汽轮发电机转子气隙的流场分布及各风道的流量分配规律。研究结果对汽轮发电机转子轴向-径向通风系统的设计及优化具有指导意义。

表1 转子轴向-径向通风冷却系统主要情况